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Distributed humidity sensing in PMMA optical fibers at 500 nm and 650 nm wavelengths

  • Distributed measurement of humidity is a sought-after capability for various fields of application, especially in the civil engineering and structural health monitoring sectors. This article presents a method for distributed humidity sensing along polymethyl methacrylate (PMMA) polymer optical fibers (POFs) by analyzing wavelength-dependent Rayleigh backscattering and attenuation characteristics at 500 nm and 650 nm wavelengths. Spatially resolved humidity sensing is obtained from backscatter traces of a dual-wavelength optical time domain reflectometer (OTDR). Backscatter dependence, attenuation dependence as well as the fiber length change are characterized as functions of relative humidity. Cross-sensitivity effects are discussed and quantified. The evaluation of the humidity-dependent backscatter effects at the two wavelength measurements allows for distributed and unambiguous measurement of relative humidity. The technique can be readily employed with low-cost standard polymerDistributed measurement of humidity is a sought-after capability for various fields of application, especially in the civil engineering and structural health monitoring sectors. This article presents a method for distributed humidity sensing along polymethyl methacrylate (PMMA) polymer optical fibers (POFs) by analyzing wavelength-dependent Rayleigh backscattering and attenuation characteristics at 500 nm and 650 nm wavelengths. Spatially resolved humidity sensing is obtained from backscatter traces of a dual-wavelength optical time domain reflectometer (OTDR). Backscatter dependence, attenuation dependence as well as the fiber length change are characterized as functions of relative humidity. Cross-sensitivity effects are discussed and quantified. The evaluation of the humidity-dependent backscatter effects at the two wavelength measurements allows for distributed and unambiguous measurement of relative humidity. The technique can be readily employed with low-cost standard polymer optical fibers and commercial OTDR devices.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autor*innen:Sascha LiehrORCiD, Mathias Breithaupt, Katerina Krebber
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Sensors
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel, Switzerland
Jahrgang/Band:17
Ausgabe/Heft:4
Erste Seite:Article 738, 1
Letzte Seite:12
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Distributed sensor; Humidity sensor; Optical fiber sensor; Polymer optical fiber; Rayleigh scattering
DOI:10.3390/s17040738
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-396363
URL:http://www.mdpi.com/1424-8220/17/4/738
ISSN:1424-8220
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:04.04.2017
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:12.06.2017
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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